CN115159725B - 养殖废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，提供一种养殖废水处理系统，包括底板、多个安装框和储料件，底板上设置有底部进水结构，各安装框同轴设置，且分别与底板固定连接，位于外层的安装框连通有出水管，位于中心的安装框的内部以及相邻的安装框之间分别形成处理室，相邻的处理室之间连通，位于中心的处理室与底部进水结构连通，储料件布置在处理室内，储料件内填充有功能填料，部分所述功能填料采用保温材料。本发明提供的养殖废水处理系统，可以对废水进行净化处理，处理过程中，可以通过保温材料，蓄积氧化剂处理废水产生的热量，提升废水温度，在低温环境下也能够维持微生物的活动或者化学药剂的活性，保障处理效率，并且能够节省额外热源，降低能耗。

Description

养殖废水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种养殖废水处理系统。

背景技术

养殖废水资源化利用是实现循环农业关键性的步骤，但是养殖废水中含有重金属、抗生素等污染物，在资源化利用前需要进行去除，而大多数牲畜生产区位于从温带到极地不等的地区，这些地区的年平均环境温度通常低于8℃，温度对于养殖废水处理工艺是一个关键的限制因素，在各种处理工艺中，需要合适的温度来维持微生物的活动或者化学药剂的活性。

寒地养殖废水水温低，导致养殖废水处理困难，实际运行成本高，极大阻碍了养殖废水处理工艺的应用。

发明内容

本发明提供一种养殖废水处理系统，用以解决现有技术中寒地养殖废水处理困难的问题。

本发明提供一种养殖废水处理系统，包括：

底板，所述底板上设置有底部进水结构；

多个安装框，各所述安装框同轴设置，且分别与所述底板固定连接，位于外层的所述安装框连通有出水管，位于中心的所述安装框的内部以及相邻的所述安装框之间分别形成处理室，相邻的所述处理室之间连通，位于中心的所述处理室与所述底部进水结构连通；

储料件，布置在所述处理室内，所述储料件内填充有功能填料，部分所述功能填料采用保温材料。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，所述储料件包括一级储料件、二级储料件和三级储料件，所述一级储料件、所述二级储料件和所述三级储料件沿废水流动方向依次布置在不同的处理室内，所述一级储料件内的功能填料为活性炭，所述二级储料件内的功能填料为锰负载炭材料和无机纤维保温材料，所述三级储料件内的功能填料为活性炭和陶粒。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，所述一级储料件内填充的活性炭粒度介于5mm至8mm之间；和/或

所述二级储料件内填充的锰负载炭材料和无机纤维保温材料的粒度介于0.8mm至1.2mm之间；和/或

所述三级储料件内填充的活性炭和陶粒的粒度介于5mm至8mm之间。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，所述二级储料件内填充的锰负载炭材料和无机纤维保温材料的混合比例介于3：1至1：5之间，所述锰负载炭材料中的二氧化锰和生物炭负载比例介于1：2至1：10之间；和/或

所述三级储料件内填充的活性炭和陶粒的混合比例介于2：1至1：8之间。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，各所述安装框的侧壁上择一地设置有顶部连接口或底部连接口，所述顶部连接口和所述底部连接口按所述安装框由内向外的排布顺序交替设置，相邻的所述处理室之间通过所述顶部连接口或所述底部连接口连通。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，所述安装框之间连接有隔板，所述安装框上所述隔板连接的位置与所述安装框上对应的所述顶部连接口或底部连接口的设置位置相邻。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，所述安装框的顶部连接口或底部连接口，与相邻的所述安装框的顶部连接口或底部连接口之间，通过所述隔板分隔在不同侧。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，还包括氧化剂加药装置和混合器，所述混合器分别与所述氧化剂加药装置和所述底部进水结构连通。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，所述储料件可拆卸连接在所述处理室内。

根据本发明提供的一种养殖废水处理系统，还包括：

至少一个加热功能模块，所述加热功能模块设置在所述安装框的侧壁上，所述加热功能模块包括环形闭合加热板，所述环形闭合加热板同轴设置在所述安装框的内壁上。

本发明提供的养殖废水处理系统，通过安装框分隔出处理室，通过底部进水结构通入养殖废水后，废水依次经过各处理室，处理室内的储料件可以对废水进行净化处理，处理过程中，储料件中的保温材料蓄积氧化剂处理废水产生的热量，提升处理室内废水温度，在低温环境下也能够维持微生物的活动或者化学药剂的活性，保障处理效率，并且能够节省额外热源，降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种养殖废水处理系统的整体结构示意图；

图2是本发明提供的一种养殖废水处理系统的剖视图；

图3是本发明提供的一种养殖废水处理系统中表现底板与安装框安装结构的示意图；

附图标记：1、底部进水结构；2、底板；3、安装框；4、储料件；5、顶部连接口；6、底部连接口；7、隔板；8、出水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图3描述本发明实施例的养殖废水处理系统，包括底板2、多个安装框3和储料件4。底板2上设置有底部进水结构1，底部进水结构1可以为进水管或设置有泵送结构的进水器。安装框3为筒状结构，各安装框3同轴设置，且直径逐渐增大，相邻安装框3中，位于外层的安装框3的内径大于位于内层的安装框3的外径。各安装框3的底部分别与底板2固定连接。位于外层的安装框3连通有出水管8，位于中心的安装框3的内部以及相邻的安装框3之间分别形成处理室，相邻的处理室之间连通，位于中心的处理室与底部进水结构1连通。储料件4内填充有功能填料，并布置在处理室内，部分功能填料采用保温材料。本发明的养殖废水处理系统，在废水处理过程中可以蓄积氧化剂处理废水产生的热量，提升废水温度，其产热和蓄热过程如下：

进行废水处理时，氧化剂在废水过程中释放能量：氧化剂与有机物反应形成矿化产物并产生热量△H，

△H＝E(氧化剂)+E(有机物)-E(矿化产物)

废水与功能填料之间进行热传导时，根据热传递的基本公式：Φ＝kA△t(其中，Φ为热流量；K为总导热系数；A为传热面积；△t为温度差)可知，由于功能填料具有较小的低导热系数，利用低导热系数的保温材料蓄积热量，提高处理室中废水温度。

根据本发明实施例的养殖废水处理系统，各安装框3的侧壁上择一地设置有顶部连接口5或底部连接口6，顶部连接口5和底部连接口6均为可以实现相邻处理室之间连通的通孔结构，顶部连接口5为靠近安装框3顶部的通孔，底部连接口6为靠近安装框3底部的通孔，通过选择顶部连接口5和底部连接口6可以决定废水的流动方向。本发明实施例中，顶部连接口5和底部连接口6按安装框3由内向外的排布顺序交替设置，这里需要说明的是，顶部连接口5和底部连接口6布置在不同的安装框3上，相邻的两个安装框3中，其中一个布置顶部连接口5，另一个布置底部连接口6，由此可以形成顶部连接口5和底部连接口6交替设置的结构形式。当废水由底部进水结构1进入位于中心的第一个处理室后，废水逐渐上升，通过第一个安装框3上的顶部连接口5进入第二个处理室的顶部，废水在第二处理室内逐渐下移，直至通过第二个安装框3的底部连接口6进入第三个处理室的底部，以此类推，可以达到良好的废水处理效果。

在本发明一些实施例中，安装框3之间连接有隔板7，隔板7竖向设置，其底端与底板2接触，隔板7能够阻隔废水。安装框3上隔板7连接的位置与安装框3上对应的顶部连接口5或底部连接口6的设置位置相邻，由顶部连接口5或底部连接口6流入处理室的废水无法直接通过隔板7，仅能由隔板7的一侧绕处理室一周后到达隔板7的另一侧，由此可以延长废水在处理室内的时间，增加废水在处理室中的行程。

进一步地，安装框3的顶部连接口5或底部连接口6，与相邻的安装框3的顶部连接口5或底部连接口6，通过隔板7分隔在不同侧。以第一个安装框3和第二个安装框3之间的隔板7为例，第一个安装框3上的顶部连接口5位于隔板7的左侧，则第二个安装框3上的底部连接口6位于隔板7的右侧。

在本发明一些实施例中，储料件4可拆卸连接在处理室内，具体地，储料件4可以直接放置在处理室内，也可以通过例如螺栓固定或卡接等方式安装在处理室内。由此，可以方便地将储料件4取出，进行更换或者清理，也便于根据处理的废水种类不同进行调整。

可选地，储料件4为盒体结构，功能填料填充在储料件4内，其形状与处理室的形状相适配，储料件4的外壁上设置有镂空孔，废水可以穿过该镂空孔。

在本发明一些实施例中，储料件4包括一级储料件4、二级储料件4和三级储料件4，一级储料件4、二级储料件4和三级储料件4沿废水流动方向依次布置在不同的处理室内。可以理解的是，当处理室设置有三个时，一级储料件4、二级储料件4和三级储料件4可以分别设置在三个处理室内，当处理室设置有四个以上时，可以根据需要将一级储料件4、二级储料件4和三级储料件4中的任一者设置两层以上。一级储料件4填充活性炭，主要实现废水中大颗粒杂物的过滤。二级储料件4填充锰负载炭材料和无机纤维保温材料，能够实现废水中溶解物的吸收，并且能够实现废水的保温，有利于保证处理效果。三级储料件4填充活性炭和陶粒，主要起到再保护的作用，避免废水处理不彻底。

可选地，一级储料件4内填充的活性炭粒度介于5mm至8mm之间，二级储料件4内填充的锰负载炭材料和无机纤维保温材料的粒度介于0.8mm至1.2mm之间，三级储料件4内填充的活性炭和陶粒的粒度介于5mm至8mm之间。上述设置形式可以保证一级储料件4、二级储料件4和三级储料件4均能够达到良好的处理效果，并且将其组合在一起使用时对于养殖废水的处理能力显著提高。

可选地，二级储料件4内填充的锰负载炭材料和无机纤维保温材料的混合比例介于3：1至1：5之间，锰负载炭材料中的二氧化锰和生物炭负载比例介于1：2至1：10之间。

可选地，三级储料件4内填充的活性炭和陶粒的混合比例介于2：1至1：8之间。

在本发明一些实施例中，养殖废水处理系统还包括氧化剂加药装置和混合器，混合器分别与氧化剂加药装置和底部进水结构1连通，通过氧化剂加药装置加入氧化剂后，利用混合器将氧化剂充分混合在废水中，可以达到良好的废水处理效果。本发明实施例中的氧化剂可以为硫酸钾、过硫酸铵、双氧水、高铁酸钾等，氧化剂质量浓度为0.02％至0.5％。可以理解的是，进行废水处理时可以根据废水的种类以及废水中的成分选择性地添加氧化剂。

如图3所示，在本发明一个实施例中，安装框3与底板2之间为可拆卸连接，方便进行组装或者更换。可选地，底板2上设置有与安装框3数量对应的环槽，安装框3的底部通过该环槽与底板2插接。进一步地，安装框3的底部与环槽过盈配合，或在环槽内安装密封圈，以保证安装框3与底板2之间的密封效果。

进一步地，隔板7与安装框3之间可拆卸连接，在一些可选方案中，安装框3的侧壁上设置有插槽，隔板7由插槽的底部插入，使隔板7可以根据需要进行安装。

在本发明一些实施例中，底板2上的环槽设置有四个以上，可以根据需要加装安装框3，增加处理室的数量。为便于调整处理室的数量，出水管8可以通过螺纹连接方式安装在外层的安装框3的顶部连接口5活底部连接口6上。

本发明实施例的养殖废水处理系统，还包括至少一个加热功能模块，加热功能模块设置在安装框3的侧壁上，加热功能模块运行时可以对通入的废水进行加热。

在本发明一些实施例中，加热功能模块与安装框3之间为可拆卸连接，可以根据需要选择性地安装或者拆卸。具体地，可以通过例如螺栓固定、卡接等方式将加热功能模块固定在安装框3上。

当加热功能模块设置有两个以上时，可以将各加热功能模块布置在任意安装框3上，本发明实施例优选地在各加热功能模块布置在不同的安装框3上，当然，若加热功能模块的数量小于安装框3的数量，可以选择对温度要求较高的处理室，将加热功能模块布置在该处理室对应的安装框3上；若加热功能模块的数量与安装框3的数量相同，可以分别在各安装框3上安装一个加热模块；若加热功能模块的数量大于安装框3的数量，可以分别在各安装框3上安装一个加热模块，再选择对温度要求较高的处理室，将多余的加热功能模块布置在该处理室对应的安装框3上。需要说明的是，加热模块位于处理室内，以便于对废水进行加热。

可选地，加热功能模块包括环形闭合加热板，环形闭合加热板的外壁与安装框3的内壁固定，使环形闭合加热板同轴设置在安装框3的内壁上，由此，加热功能模块进行加热时可以使其对应的处理室内温度均匀。

可以理解的是，二级储料件4填充的无机纤维保温材料，并且能够实现废水的保温，降低加热功能模块的工作压力，有利于保证处理效果。

加热功能模块连接有模块控制站，当加热功能模块设置有两个以上时，各加热功能模块可以同时连接同一个模块控制站，实现统一控制，也可以分别对应连接不同的模块控制站，实现差异化控制。

可选地，加热功能模块还包括温度传感器，温度传感器与模块控制站信号连接，通过该温度传感器可以获取处理室内的温度信息，模块控制站根据该温度信息控制加热模块的运行，实现对处理室内温度的闭环调节。

可选地，模块控制站设置有控制面板，通过该控制面板可以控制加热功能模块的运行。

在一些可选方式中，可以在模块控制站预设对应不同废水种类及作业环境的控制模式，通过控制面板选取合适的控制模式，模块控制站根据该控制模式自动控制加热功能模块的运行。

在一些可选方式中，模块控制站预设有根据废水参数、环境参数等参数计算获得加热温度的算法程序，其中废水参数可以包括废水的种类，废水的种类可以为猪场废水、奶牛养殖场废水等，也可以为泡粪上层清液、黑膜发酵沼液等；废水参数还可以包括化学需氧量、总悬浮颗粒物以及废水内重金属等成分的种类、含量等。环境参数可以包括环境温度。

根据本发明实施例的养殖废水处理系统，其通入的废水的进水要求为化学需氧量COD≤5000mg/L，水体呈流动状态，避免超出处理能力范围。

下面结合具体示例对本发明实施例的养殖废水处理系统的使用过程、废水温度提升效果及处理效果进行描述：实施例处理的养殖废水为黑龙江猪场水泡粪固液分离后上层清液，COD 2000-3000mg/L，总悬浮颗粒物<0.05％。

示例1

采用的一级储料件4中的功能填料为粒度8mm的活性炭，二级储料件4中的功能填料为粒度1.2mm的二氧化锰负载活性炭(负载量w:w 1:5)和岩棉填充(v:v 1：3)，三级储料件4中的功能填料为粒度8mm的活性炭和陶粒混合(v:v 1：8)，所用氧化剂为过硫酸钠，氧化剂处理浓度为0.1％。进水温度5℃，水力停留时间4h。

试验结果如下表1所示

对三类抗生素的去除率达到75％以上，水温提升10℃。

示例2

采用的一级储料件4中的功能填料为粒度6mm活性炭，二级储料件4中的功能填料为粒度0.8mm的二氧化锰负载活性炭(负载量w:w 1:5)和岩棉填充(v:v 1：5)，三级储料件4中的功能填料为粒度6mm的活性炭和陶粒的混合(v:v 1：1)，所用氧化剂为过硫酸钠，氧化剂处理浓度为0.08％。进水温度2℃，水力停留时间5h，配置加热功能模块。

试验结果如下表2所示

对三类抗生素的去除率达到85％以上，在使用加热模块情况下，废水温度可达25℃。

示例3

采用的一级储料件4中的功能填料为粒度6mm的活性炭，二级储料件4中的功能填料为粒度1mm的二氧化锰负载活性炭(负载量w:w 1:2)和岩棉填充(v:v 1：4)，三级储料件4中的功能填料为粒度5mm的活性炭和陶粒的混合(v:v 1：3)，所用氧化剂为过硫酸钠，氧化剂处理浓度为0.1％。进水温度10℃，水力停留时间2h。

试验结果如下表3所示

对三类抗生素的去除率达到80％以上，废水温度提升9℃。

通过上述三个示例可以看出，通过本发明实施例的养殖废水处理系统能够达到良好的废水温度提升效果和废水处理效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种养殖废水处理系统，其特征在于，包括：

底板，所述底板上设置有底部进水结构；

多个安装框，各所述安装框同轴设置，且分别与所述底板固定连接，位于外层的所述安装框连通有出水管，位于中心的所述安装框的内部以及相邻的所述安装框之间分别形成处理室，相邻的所述处理室之间连通，位于中心的所述处理室与所述底部进水结构连通；

储料件，布置在所述处理室内，所述储料件内填充有功能填料，部分所述功能填料采用保温材料；以及

氧化剂加药装置和混合器，所述混合器分别与所述氧化剂加药装置和所述底部进水结构连通；

其中，所述功能填料具有低导热系数，以使得在废水处理过程中能够蓄积氧化剂处理废水产生的热量，提升废水温度；

所述储料件包括一级储料件、二级储料件和三级储料件，所述一级储料件、所述二级储料件和所述三级储料件沿废水流动方向依次布置在不同的处理室内，所述一级储料件内的功能填料为活性炭，所述二级储料件内的功能填料为锰负载炭材料和无机纤维保温材料，所述三级储料件内的功能填料为活性炭和陶粒；

各所述安装框的侧壁上择一地设置有顶部连接口或底部连接口，所述顶部连接口和所述底部连接口按所述安装框由内向外的排布顺序交替设置，相邻的所述处理室之间通过所述顶部连接口或所述底部连接口连通；所述顶部连接口和所述底部连接口布置在不同的所述安装框上，相邻的两个所述安装框中，其中一个布置所述顶部连接口，另一个布置所述底部连接口，形成所述顶部连接口和所述底部连接口交替设置的结构形式；

所述安装框之间连接有隔板，所述安装框上所述隔板连接的位置与所述安装框上对应的所述顶部连接口或底部连接口的设置位置相邻；

所述安装框的顶部连接口或底部连接口，与相邻的所述安装框的顶部连接口或底部连接口之间，通过所述隔板分隔在不同侧。

2.根据权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述一级储料件内填充的活性炭粒度介于5 mm至8 mm之间；和/或

所述二级储料件内填充的锰负载炭材料和无机纤维保温材料的粒度介于0.8 mm至1.2mm之间；和/或

所述三级储料件内填充的活性炭和陶粒的粒度介于5 mm至8mm之间。

3.根据权利要求1或2所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述二级储料件内填充的锰负载炭材料和无机纤维保温材料的混合比例介于3：1至1：5之间，所述锰负载炭材料中的二氧化锰和生物炭负载比例介于 1：2至1：10之间；和/或

所述三级储料件内填充的活性炭和陶粒的混合比例介于2：1至1：8之间。

4.根据权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，所述储料件可拆卸连接在所述处理室内。

5.根据权利要求1所述的养殖废水处理系统，其特征在于，还包括：

至少一个加热功能模块，所述加热功能模块设置在所述安装框的侧壁上，所述加热功能模块包括环形闭合加热板，所述环形闭合加热板同轴设置在所述安装框的内壁上。